Устройство защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичного пробоя

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при контроле и измерении параметров силовых транзисторов, в частности при испытаниях на устойчивость к вторичному пробою. Цель изобретения - повышение надежности работы . Устройство содержит блок 1 ограничения коллекторного напряжения, блок 3 токовой защиты, блок 4 обнаружения и индикации вторичного пробоя, испытуемый транзистор 2. На чертеже также показаны блок 5 управления и источник 6 коллекторного тока испытуемого транзистора 2, включающий резистивный датчик тока. В устройство введены диод 13 и стабилитрон 14. Цель достигается за счет уменьшения величины коллекторного тока и времени нахождения испытуемого транзистора в режиме вторичного пробоя. 2 ил. с/ С 7 а VI о о 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/60, G 01 R 31/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО БР ЕТЕ Н И5 "":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г-

I Г

1 юг 1 (21) 4687644/21 (22) 28.04.89 (46) 07.09.91. Бюл. N 33 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики и Завод-ВТУЗ при Производственном объединении "Ленинградский металлургический завод" (72) В.А,Рудский, А.Н.Пискарев и Б.Ф.Дмитриев (53) 621.382 (088.8) (56) Заявка, Японии

N 61-39628, кл. G 01 R 31/26, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1494734, кл. G 01 R 31/26, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ ПРИ КОНТРОЛЕ ПАРАМЕТРОВ ВТОРИЧНОГО ПРОБОЯ (57) Изобретение относится к электронной

„„5U 1676085 А1 технике и может быть использовано при контроле и измерении параметров силовых транзисторов, в частности при испытаниях на устойчивость к вторичному пробою. Цель изобретения — повышение надежности работы. Устройство содержит блок 1 ограничения коллекторного напряжения, блок 3 токовой защиты, блок 4 обнаружения и индикации вторичного пробоя, испытуемый транзистор 2. На чертеже также показаны блок 5 управления и источник 6 коллекторного тока испытуемого транзистора 2, включающий резистивный датчик тока, В устройство введены диод 13 и стабилитрон

14. Цель достигается за счет уменьшения величины коллекторного тока и времени нахождения испытуемого транзистора в режиме вторичного пробоя, 2 ил.

Блок 4 обнаружения и индикации вторичного пробоя имеет один Выход 19 и три входа 20-22 и содержит пааоговый у илитель 23, емкастный /tBTsNK 24, цепь 25 выделения высокочасто-ны колебаний, формирователь 26 CN! IIBJIOE и элемент 27 индикации, Первый вход 20 через емкаст HblA датчик 24 и nopof or!bi(1 5/cfog 1NT8JI b 23 подключен к выходу 19 блока 4, подключеннаму через цепь 25 выделения высокочастотных колебаний к Втарг>м / Входу 21, через формирователь 26 сигналов — к третьему входу 22 блока 4 и герез «элемеьп 27 индикации к общей шине. Выходы 8 и 15

6JIoKoB 1 и 3 соединены между собой и подключены к общей шине. iòîp >й вход 7 блока

1 подкл(очен к выходу 16 блока 3, вход 17 которого служит для пад кл ю енй1я к колпекторному выводу ИТ "., Вход 8 — к выходу 19 блока 4, первый вход 20! OToporo служит цля подключения к каллектарнах:.у Выводу, EIToрой вход 21 — к баз(>всм, выводу ИТ 2, тре45

Изобретение 0>п- сит(йя к электронной технике и может быть использовано npN

КОНТрОЛ8 И измеренИИ nBpBM8Tp08 (N/IOEIbf>( тоанзисторав, в ча 8rHocTI1, при испьпаниях на устойчивость к ((то(эичпому пробок>. 5

Це((ь изобретения — повыш8ние надежHocTN рабаты. !

-1а фиг. 1 показана схема устройства защиты силОВых т!>анзисторов при контра" пе параметров вторичнага пробоя; на фиг, 2 10 — BnI0pbl TOK0B N Наг(ря>ке((ий HB OCHOBHbf>: элементах защиты, Устройство защиты содержит блок 1 ограничения Ko(!(!8KTopf!Oro напряжения на переходе эмиттер — коллектор испытуемсга 15 транзистора (ИТ) 2„блок 3 гсгковай защить5, блОк 4 Обнар j>K8HNII и индикации Вторичного пробоя, Кроме усграйства защиты, на фиг, 1 Обозна !ены Ьло". 5 управления испь(туемым транзистором и источник 6 каллек- 20 тарного 4 Ока и сп ы т /EMOI О TpB HBNc гОра, Включающий p83Nc" ивный датчик тОка.

Блок 1 Ограничения коллек1срнаго напряжения содержит вх:- д 7 и выход 8, источник 9 пастоянногс нап!5яжения, o/(NH вь(вад 25 котарога подключен к выходу 8, а другой вывод через фиксирующий диод 10 подключенн к входу 7 блока 1, Блок 3 токовой защиты содержит параллельна включенные транзис:торь(11 и пред- 30 усилитель 12, Диод 13 и стабипитран 14.

ЭМИттЕрЫ траНЗИСтарсга 11 ПадКЛ(ОЧЕНЫ К второму выходу 15, коллекторы транзисторов 11 подключены к первому выходу 16, а базы транзисторов ! подключены через 35 стабилитрон 14 к Вторсму входу 17 и через, предусилитель !2 к первому входу 18 блока

3. тий вход 22 — к датчику тока источника 6 в цепи коллектора испытуемого транзистора.

Устройство работает следу(сщим обраЗОМ.

В исходном состоянии (фиг, 2) на интервале to - tt ИТ 2 включен положительным импульсом тока базы 28, и в коллекторной цепи от источника 6 протекает коллекторный ток 29 заданной величины !к = !(, С момента подачи(Т1) обратного импульса тока базы 28 начинается процесс запирания ИТ. Его выходное сопротивление увеличивается, что сопровождается ростом коллекторного напряжения Ок 30. При достижении напряжения 30 заданной величины ограничения Оф, близкой к величине напряжения источника блока 1 ограничения, диоцы 13 и 10 открываются, момент tz, Протека(ощий через диоды ток iD 31 препятствует дальнейшему росту коллекторного напряжения 30. Одновременно начинается процесс спада тока коллектора.!к 29 в условиях практического постоянства напряжения коллектор-эмиттер ИТ, Ток через диод

10 при этом нарастает, поддерживая величину тока индуктивности на заданном уровне !(=: !к + ID. Уровень напряжения источника 9 U(!> выбирается несколько превышающим уровень напряжения стабилизации U T стабилитрона 14, поэтому в базовую цепь транзисторов 11 защиты начинает протекать ток !з 32 приоткрывающий транзисторы 11. В результате спустя некоторое время задержки коллекторнае напряжение ИТ ограничивается на уровне напряжения стабилизации U(:T. При сни>кении напряжения 30 ат величины Uy до U(:(с момента з через диоды 13 и 10 протекает инверсный ток, но незначительный, ввиду близости величин Uy и U(T. Так как блок 1 защиты быстродействующий, то уЖе на начальном этапе спада тока коллектора диод

10 восстанавливается и далее находй(тся в разомкнутом состоянии.

Спустя некоторое время задержки, определяемое внутренними свойствами ИТ и выбранным режимом ега работы, реализуется критический ре>ким, сопрова>кдаемый локализацией тока, локальным разогревом структуры и вторичным пробсем транзистора, При плавном увеличении тока коллектора lK вторичный пробой (ВП) ИТ происходит на конечной стадии этапа спада тока, момент t4. При ВП коллекторное напря>кение резко уменьшается до некоторого остаточного напряжения, Так как диоды 13 и 10 разомкнуты, то значительнага всплеска тока ат источника 9 постоянного напряжения не происходит, Уменьшение перегрузочного тока через ИТ в состоянии BI! спасабст167 СЯ35 вует уменьшению вероятности деградации транзисторов при испытаниях.

В момент резкого спада коллекторного напряжения (или с некоторым опережени.ем) с выхода блока 4 обнаружения и индикации ВП через предусилитель 12 в цепи баз транзисторов 11 подается дополнительный насыщающий ток. Проводимость транзисторов 11 резко возрастает, и они шунтируют ИТ, отводя от него поток греющей мощности, момент тв. Так как транзисторы

11 до поступления насыщающего сигнала уже находились в приоткрытом состоянии(в активном режиме работы), то время полного включения транзисторов 11 защиты мало.

Следовательно, время пребывания ИТ в состоянии ВП резко сокращается.

Таким образом, ограничение выброса тока и сокращение времени пребывания ИТ в состоянии ВП позволяет уменьшить вероятность деградации характеристик ИТ при контроле, способствует увеличению выхода годных приборов при испытаниях.

Технико-зкономические преимущества устройства защиты при испытаниях высоковольтных силовых транзисторов заключаются в том, что оно более надежно предотвращает испытуемый транзистор от режима, соответствующего необратимому процессу. Это достигается за счет уменьшения величины коллекторного тока и времени нахождения испытуемого транзистора в режиме вторичного пробоя.

Исключение высокоскоростных токовых всплесков значительной амплитуды позволяет также обеспечить более надежную работу устройства в целом (блока защиты, блока ограничения коллекторного напряжения, блока обнаружения и индикации ВП) и его лучшую электромагнитную совместимость с другими устройствами контрольноизмерительного комплекса при испытаниях силовых транзисторов, 5 Формула изобретения

Устройство защиты силовых транзисторов при контроле параметров вторичного пробоя, содержащее блок ограничения коллекторного напряжения, блок токовой зз10 щиты, который выполнен на параллельно соединенных транзисторах и предусилителе, блок обнаружения и индикации вторич-! ного пробоя, первый вход которого служит для подключения к коллекторному выводу, 15 второй вход — к базовому выводу испытуемого транзистора, а третий вход — к датчику тока, который включен в коллекторную цепь испытуемого транзистора, выход блока обнаружения и индикации вторичного пробоя

20 соединен с первым входом блока токовой защиты, первый и второй выходы которого подключены к входу и выходу блока ограничения коллекторного напряжения соответственно, при этом коллекторы и эмиттеры

25 транзисторов блока токовой защиты подключены к его выходам соответственно, базы транзисторов через предусилитель подключены к первому входу блока токовой защиты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

30 целью повышения надежности работы, в блок токовой защиты введены диод и стабилитрон, анод диода и катод стабилитрона обьединены и подключены к второму входу блока токовой защиты, который соединен с

35 первым входом блока обнаружения и индикации вторичного пробоя, анод стабилитрона подключен к баз» транзисторов блока токовой защиты, а катод диода соединен с коллекторами этих транзисторов.

1б76085 б

l8

Lg

31

Составитель Г,Терешина

Редактор Н,Лазаренко Техред М.Ыоргентал Корректор О,Кравцова

Заказ 3013 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьпиям при ГКНТ СССР

113035, Москва„Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.(агарина 101